(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。
【0011】
まず、
図1〜
図3を参照して、本実施形態に係るショベルの基本構成について説明する。以下、上部旋回体2の中央から見てブーム4が取り付けられている方向、即ち、上部旋回体2に対してブーム4が延在する方向を「前」とし、その反対方向を「後」とする。
【0012】
図1は、本実施形態に係るショベルの一例を示す側面図である。
【0013】
本実施形態に係るショベルは、下部走行体1、上部旋回体2、キャブ3、ブーム4、アーム5、及びバケット6を備える。
【0014】
上部旋回体2は、旋回機構(不図示)を介して下部走行体1上に搭載される。上部旋回体2の左側前部にキャブ3が設けられる。上部旋回体2の前部中央にブーム4の一端が俯仰可能に枢着される。アーム5は、ブーム4の先端部に上下回動可能に取り付けられる。エンドアタッチメントであるバケット6は、アーム5の先端部に上下回動可能に取り付けられる。
【0015】
尚、掘削アタッチメントであるバケット6の代わりに、ブレーカや破砕機のようなエンドアタッチメントがアーム5の先端部に取り付けられてもよい。
【0016】
上部旋回体2の後部には、ディーゼルエンジン(以下、単に「エンジン」と称する)8(
図2、
図3参照)及びエンジン8に付随する構成部品(以下、「付随部品」と称する)が搭載され、エンジン8及び付随部品を上方から覆うようにエンジンフード200が取り付けられる。
【0017】
図2は、上部旋回体2を概略的に示す平面図である。
【0018】
上部旋回体2の後部には、エンジン8及び付随部品等が収容されるエンジンルーム7が形成される。
【0019】
尚、エンジンルーム7の上方は、上述の如く、エンジンフード200により覆われているが、
図2では、エンジンルーム7の内部を図示するため、エンジンフード200が取り外された状態が示されている。
【0020】
エンジンルーム7の中央(即ち、上部旋回体2の後部中央)には、エンジン8が搭載される。また、エンジン8の近傍、例えば、エンジンルーム7の右側の上部には、消音器(マフラ)、排気ガス処理装置であるSCR(Selective Catalytic Reduction:選択触媒還元)システム(不図示)等が配置される。具体的には、エンジン8には、排気ガスを外部に放出するための排気管9が接続され、排気管9の下流側の端部には、当該排気ガス処理装置等が接続される。
【0021】
上部旋回体2の旋回フレーム14(
図3参照)には、前後に縦断する一対の中央フレーム17(17L,17R)が設けられ、エンジン8は、中央フレーム17L,17Rに取り付けられたブラケット(不図示)上にマウントラバー等を介して搭載される。また、上部旋回体2におけるエンジン8の下方、即ち、エンジン8の下方の旋回フレーム14(フロア部)には、メンテナンス開口7a(開口部の一例)が設けられる。作業者は、メンテナンス開口7aを通じて、エンジン8のオイル交換作業等を行うことができる。
【0022】
尚、
図2は、排気ガス処理装置(SCRシステム及び/又はDPF(Diesel Particulate Filter)等)の下方に設けられるポンプ室40の内部を図示するため、排気ガス処理装置が取り外された状態が示されている。また、
図2に示すように、中央フレーム17L,17Rは、その前端部において、ブーム4を支持する。具体的には、ブーム4は、中央フレーム17Rの前端部及び中央フレーム17Lの前端部との間に挟まれた状態で、中央フレーム17R、ブーム4、中央フレーム17Lを貫通するブームフートピン100により上下回動可能に支持される。
【0023】
エンジンルーム7の左側(即ち、上部旋回体2の左側後部)には、冷却ファン12と、ラジエータ等を含む熱交換器ユニット13が搭載される。具体的には、エンジンルーム7内におけるエンジン8の左端部には、エンジン8の動力で駆動される冷却ファン12が設けられると共に、冷却ファン12の左方には、熱交換器ユニット13が搭載されている。
【0024】
また、エンジン8と熱交換器ユニット13の間には、エンジン8の冷却水(以下、「エンジン冷却水」と称する)が流れる冷却水配管15が設けられる。
【0025】
また、冷却水配管15には、水温センサ16が設けられる。水温センサ16は、冷却水配管15を流れる冷却水の温度を検出し、検出信号を後述するコントローラ30に供給する。
【0026】
エンジンルーム7の右側(即ち、上部旋回体2の右側後部)には、ポンプ室40が設けられる。以下、更に
図3を参照しつつ、ポンプ室40について説明を行う。
【0027】
図3は、ポンプ室40を概略的に示す側面図であり、具体的には、
図2におけるA矢視図である。
【0028】
尚、
図3は、ポンプ室40の内部を図示するため、上部旋回体2(ハウス部)の右側面後部に設けられるポンプ室40への図示しないアクセスドア(カバー部の一例)を開放した状態が示されている。
【0029】
図2及び
図3に示すように、ポンプ室40には、ショベルの油圧システムにおける作動油を循環させるための油圧ポンプ66がエンジン8の動力で駆動可能な態様で配置される。具体的には、油圧ポンプ66は、その駆動軸がエンジン8のクランク軸と同軸の状態で、エンジン8の右端部に接続されると共に、後述する仕切り板40bに設けられる切欠き部40Hに挿通されることにより、ポンプ室40内にその大部分が配置される。
【0030】
また、ポンプ室40には、燃料をエンジン8に供給するための燃料供給系の各種構成部品が配置される。具体的には、プレフィルタ43、燃料ポンプ44、メインフィルタ45、及びそれらを接続する燃料供給配管41等がポンプ室40内に配置される。より具体的には、燃料タンク19からエンジン8まで延在する燃料供給配管41がポンプ室40内を通過し、ポンプ室40内の燃料供給配管41の途中に、プレフィルタ43、燃料ポンプ44、メインフィルタ45等が設けられる。また、ポンプ室40から延出し、エンジン8に接続される部分の燃料供給配管41には、燃料フィルタ56が設けられる。
【0031】
また、ポンプ室40の四隅には、上部旋回体2の旋回フレーム14(フロア部)から立設された支柱40aが配置される。また、ポンプ室40には、4つの支柱40aのうちのエンジン8と隣接する側(エンジンルーム7の中央側)の2本の間を接続する仕切り板40bが設けられる。仕切り板40bには、上述の如く、油圧ポンプ66が貫通する切欠き部40Hが設けられる。
【0032】
プレフィルタ43、燃料ポンプ44、及びメインフィルタ45は、
図3に示すように、ポンプ室40において、アクセスドアを開放することにより、視認可能な位置に配置される。これにより、作業者は、プレフィルタ43、メインフィルタ45の交換作業等のメンテナンスを容易に行うことができる。また、プレフィルタ43、燃料ポンプ44、及びメインフィルタ45は、例えば、ポンプ室40の後側の2本の支柱40aに架設される支持フレーム40cに取り付けられてよい。
【0033】
また、燃料フィルタ56は、エンジンルーム7におけるポンプ室40の左方(
図3の仕切り板40bの奥側)において、エンジン8の下方、即ち、エンジン8のクランク軸よりも下方に配置される。燃料フィルタ56は、ポンプ室40の奥、即ち、仕切り板40bの切欠き部40Hの奥に配置される。通常、作業者の視点は、油圧ポンプ66が配置される高さ付近にあるため、ポンプ室40へのアクセスドアを開放しても、比較的高い位置にある作業者の視点からは、仕切り板40bが遮って、燃料フィルタ56を視認することができない。一方、燃料フィルタ56は、メンテナンス開口7aを通じて、上部旋回体2(旋回フレーム14)の下方から作業者がアクセス可能な位置に配置される。燃料フィルタ56は、例えば、中央フレーム17L等の上部旋回体2の構造物に直接或いはブラケット等を介して間接的に取り付けられてよい。これにより、上部旋回体2への各種部品の搭載作業を行う際、燃料フィルタ56を含む燃料供給系と、エンジン8とを別々に搭載することができる。
【0034】
図2に戻り、エンジンルーム7の前方、具体的には、エンジンルーム7の左側に配置される熱交換器ユニット13の前方には、エアクリーナ63(エアフィルタ)が配置される。エアクリーナ63は、吸気管64を介してエンジン8に接続されている。これにより、エアクリーナ63で濾過された空気が吸気管64を通じてエンジン8に供給される。
【0035】
キャブ3は、エアクリーナ63の前方、即ち、上部旋回体2の左側前部に配置されている。キャブ3には、運転席(不図示)が設けられ、キャブ3内の運転席の前方には、例えば、液晶ディスプレイ等で構成されるモニタ3aが設けられる。
【0036】
モニタ3aは、コントローラ30からの表示信号に応じて、例えば、ショベルの運転状況や各部の動作状態などを表す各種情報を表示する。オペレータは、モニタ3aに表示される各種情報を確認しながら、ショベルを操作する。
【0037】
コントローラ30は、ショベルの全体及び各部の動作を制御する制御装置であり、例えば、キャブ3内に搭載される。コントローラ30は、例えば、演算装置としてのCPU及びROM,RAM等の内部メモリを含むコンピュータ等を中心に構成される。
【0038】
エンジンルーム7の前方、具体的には、エンジンルーム7の左側に設けられるポンプ室40の前方に、油圧システムで用いられる作動油を貯蔵する作動油タンク120が配置される。
【0039】
また、作動油タンク120の前方には、軽油等のエンジン8の燃料(以下、単に「燃料」と称する)を貯蔵する燃料タンク19が配置される。燃料タンク19に貯蔵された燃料は、燃料供給配管41を介してエンジン8に供給される。
【0040】
燃料タンク19の前方には、上述した排気ガス処理装置が使用する処理剤(例えば、液体還元剤としての尿素水溶液等)を貯蔵する貯蔵タンク20が配置される場合がある。貯蔵タンク20に貯蔵された処理剤は、処理剤供給配管(不図示)により排気ガス処理装置(不図示)に供給される。
【0041】
ここで、例えば、メインフィルタ45の交換時に、メインフィルタ45が一時的に除去された部分から燃料供給配管41にゴミ等の異物が混入する可能性がある。特に、風埃が比較的多い工事現場等での交換作業の場合、ゴミ等が混入しやすくなるため、混入したゴミ等を含む燃料がプレフィルタ43及びメインフィルタ45を通過することなくエンジン8に供給される可能性がある。そのため、本実施形態では、燃料タンク19からエンジン8への燃料供給経路(燃料供給配管41)にメインフィルタ45及びプレフィルタ43に加えて、更に、燃料フィルタ56を設けることにより、メインフィルタ45の交換時におけるエンジン8へのゴミ等の侵入を抑制する。以下、
図4、
図5を参照して、燃料フィルタ56を含む燃料供給系の具体的な構成について説明をする。
【0042】
最初に、
図4は、燃料供給系の一例を示す回路図である。
【0043】
本実施形態に係るショベルの燃料供給系は、燃料ポンプ44が、例えば、電気駆動されることにより、燃料タンク19に貯留されている燃料をエンジン8に供給する。
【0044】
具体的には、燃料ポンプ44が駆動されると、燃料タンク19内の燃料が燃料供給配管41を流れて、プレフィルタ43に流入する。
【0045】
尚、燃料タンク19とプレフィルタ43との間の燃料供給配管41には、閉止弁42が設けられている。閉止弁42は、通常、開放されており、燃料は、閉止弁42を通過することができる。
【0046】
プレフィルタ43に流入した燃料は、濾過され、比較的大きいゴミ等の異物が取り除かれる。また、プレフィルタ43には、水位検出装置52を含む水分離装置50が設けられ、水分離装置50により燃料に含まれる水分が分離され、分離された水分の量は、水位検出装置52により水位として検出される。
【0047】
プレフィルタ43を通過した燃料は、燃料供給配管41を流れて、燃料ポンプ44に吸い込まれ、燃料ポンプ44から吐出される。燃料ポンプ44から吐出された燃料は、燃料供給配管41を流れて、メインフィルタ45に流入する。
【0048】
メインフィルタ45に流入した燃料は、濾過され、比較的細かいゴミ等の異物が更に取り除かれる。メインフィルタ45を通過した燃料は、燃料供給配管41を流れて、燃料フィルタ56に流入する。
【0049】
燃料フィルタ56は、プレフィルタ43、メインフィルタ45と同様、燃料に含まれるゴミ等の異物を取り除く(濾過)する機能を有する。燃料フィルタ56は、例えば、メインフィルタ45と同等、或いは、メインフィルタ45よりも目の粗い濾過器である。上述の如く、プレフィルタ43により比較的大きなゴミ等が取り除かれると共に、メインフィルタ45により比較的細かいゴミ等が取り除かれるため、燃料フィルタ56に流入する燃料内には、通常、燃料フィルタ56が濾過すべきゴミ等の異物は殆ど含まれない。一方、メインフィルタ45の交換時には、メインフィルタ45が取り外された部分から燃料供給系(燃料供給配管41)にゴミ等の異物が侵入する可能性がある。そのため、燃料フィルタ56が燃料供給系におけるメインフィルタ45の下流に配置されることにより、メインフィルタ45が取り外された部分から燃料供給配管41に侵入したゴミ等をエンジン8に侵入する前に除去(濾過)することができる。
【0050】
尚、上述の如く、通常、プレフィルタ43及びメインフィルタ45により燃料内のゴミ等が殆ど除去されるため、燃料フィルタ56は、交換する必要がない、或いは、プレフィルタ43及びメインフィルタ45に比べて交換頻度が非常に低い。
【0051】
燃料フィルタ56を通過した燃料は、エンジン8に供給される。
【0052】
エンジン8に供給された燃料は、燃料噴射装置(不図示)により、エンジン8の気筒内に噴射される。エンジン8の気筒内に噴射されなかった燃料は、燃料戻り配管48を流れて、燃料タンク19に戻される。
【0053】
燃料戻り配管48には、燃料クーラ49が設けられ、燃料クーラ49は、燃料タンク19への戻り燃料の温度を下げる。
【0054】
このように、本例では、燃料供給経路(燃料供給配管41)におけるメインフィルタ45とエンジン8との間に、燃料フィルタ56が設けられる。これにより、メインフィルタ45の交換時に、メインフィルタ45が取り外された部分から混入するゴミ等のエンジン8への侵入を抑制することができる。
【0055】
また、上述の如く、燃料フィルタ56は、ポンプ室40へのアクセスドアを開放しても視認不可な位置に配置される。そのため、ポンプ室40内のメインフィルタ45の交換時に、作業者が、誤って、燃料フィルタ56も交換してしまうような事態の発生を抑制することができる。
【0056】
また、上述の如く、燃料フィルタ56は、エンジン8の下方のメンテナンス開口7aからアクセス可能であるため、交換がどうしても必要な場合、作業者は、メンテナンス開口7aを通じて、交換作業を行うことができる。
【0057】
尚、本例では、燃料ポンプ44は、電気駆動されるが、
図5(燃料供給系の他の例を示す回路図)に示すように、例えば、エンジン8に対して一体的に取り付けられて、エンジン8の動力で駆動する構成であってもよい。
【0058】
続いて、
図6は、燃料供給系の更に他の例を示す回路図である。以下、
図4に示す一例と同様の構成には、同一の符号を付し、
図4に示す一例と異なる部分を中心に説明する。
【0059】
本例では、燃料フィルタ56とメインフィルタ45との間の燃料供給配管41に三方弁46が設けられている。また、三方弁46は、フラッシング配管47を介して燃料タンク19に繋がれている。即ち、三方弁46は、メインフィルタ45を通過した燃料を燃料フィルタ56を通じてエンジン8に供給する状態(第1の状態)と、フラッシング配管47を介して燃料タンク19に戻す状態(第2の状態)とを切り替えることができる。
【0060】
三方弁46は、通常、第1の状態に設定され、メインフィルタ45を通過した燃料は、三方弁46及び燃料フィルタ56を介して、エンジン8に供給される。一方、三方弁46は、第2の状態に設定されると、メインフィルタ45を通過した燃料をエンジン8に供給することなく、フラッシング配管47を通じて、燃料タンク19、プレフィルタ43、燃料ポンプ44、及びメインフィルタ45の間で循環させる。そのため、例えば、メインフィルタ45の交換時に、三方弁46を手動で第2の状態に切り替えることにより、メインフィルタ45が取り外された部分から侵入したゴミ等の異物がエンジン8に侵入しないようにすることができる。また、交換作業が終了した後、しばらくの間、三方弁46を第2の状態にしたまま、燃料ポンプ44が駆動されることにより、交換後のプレフィルタ43及びメインフィルタ45で混入したゴミ等の異物を除去できる。
【0061】
三方弁46は、例えば、プレフィルタ43、燃料ポンプ44、及びメインフィルタ45等と同様、ポンプ室40の視認可能な位置に配置され、作業者は、手動で、三方弁46の切り替え操作を行うことができる。
【0062】
一方、三方弁46を第1の状態から第2の状態に切り替える操作を行うことなく、メインフィルタ45等の交換作業を開始してしまう場合も想定し得る。そのため、本例では、
図4に示す一例と同様、三方弁46とエンジン8との間の燃料供給配管41上に燃料フィルタ56が設けられる。これにより、三方弁46の切り替え操作のし忘れがあっても、メインフィルタ45が取り外された部分から混入するゴミ等の異物のエンジン8への侵入を抑制することができる。
【0063】
尚、燃料フィルタ56は、三方弁46とメインフィルタ45の間の燃料供給配管41上に設けられてもよい。
【0064】
以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【0065】
例えば、上述した実施形態では、燃料タンク19からエンジン8への燃料供給経路における燃料タンク19とメインフィルタ45との間にプレフィルタ43が設けられるが、プレフィルタ43が設けられない回路構成であってもよい。かかる場合も、上述した実施形態と同様、燃料フィルタ56の作用により、メインフィルタ45の交換時に、メインフィルタ45が取り外された部分から混入するゴミ等のエンジン8への侵入を抑制することができる。